Varjutavad binaarsed tähesüsteemid on meie universumis suhteliselt tavalised. Juhusliku vaatleja jaoks näevad need süsteemid välja ühe tähena, kuid koosnevad tegelikult kahest tähest, mis tiirlevad tihedalt koos. Nende süsteemide uurimine pakub astronoomidele võimaluse mõõta otseselt nende süsteemide vastavate tähekomponentide põhilisi omadusi (st massi ja raadiust).
Hiljuti vaatas Brasiilia astronoomide meeskond Linnuteel haruldast vaatepilti - varjavat binaari, mis koosnes valgest kääbast ja väikese massiga pruunist kääbusest. Veelgi ebatavalisem oli asjaolu, et valge kääbuse elutsüklit näis tema pruuni kääbuse kaaslane enneaegselt katkenud, mis põhjustas tema varajase surma, sifoneerides materjali aeglaselt ja surudes selle nälga.
Hiljuti avaldati uuring, mis kirjeldas nende tulemusi ja mille pealkiri oli „HS 2231 + 2441: HW Vir-süsteem, mis koosneb väikese massiga valgest kääbust ja pruunist kääbusest“. Kuningliku Astronoomiaühingu igakuised teated. Meeskonda juhtisid São Paolo ülikooli astronoomia, geofüüsika ja atmosfääri teaduste instituudi (IAG-USP) järeldoktor Leonardo Andrade de Almeida koos riikliku kosmoseuuringute instituudi (MCTIC) ja Feira de Santana riiklik ülikool.
Uuringu huvides viis meeskond Brasiilias asuva Pico dos Diasi observatooriumi kaudu läbi kahetäheliste tähtede süsteemi vaatlusi aastatel 2005–2013. Seejärel ühendati need andmed William Herscheli teleskoobiga, mis asub La Palma saarel Observatorio del Roque de los Muchachoses. See süsteem, mida tuntakse numbriga HS 2231 + 2441, koosneb valgest kääbustähest ja pruunist kääbus-kaaslasest.
Valged kääbused, mis on keskmise või väikese massiga tähtede viimane etapp, on põhimõtteliselt need, mis jäävad pärast seda, kui täht on ammendanud vesiniku ja heeliumikütuse ning puhunud välja selle väliskihid. Pruun kääbus on seevastu tähe all olev objekt, mille mass paigutab selle tähe ja planeedi vahele. Kahest objektist koosneva binaarsüsteemi leidmine samas süsteemis on asi, mida astronoomid igapäevaselt ei näe.
Nagu Leonardo Andrade de Almeida FAPESP-i pressiteates selgitas: “Seda tüüpi väikese massiga binaare on suhteliselt harva. Tänaseks on täheldatud vaid mõnikümmend. ”
See konkreetne kahekomponentne paar koosneb valgest kääbast, mis moodustab Päikese massist kakskümmend kuni kolmkümmend protsenti - 28 500 K (28 227 ° C; 50 840 ° F) -, samas kui pruun kääbus on umbes 34-36 korda suurem kui Jupiteri mass. See teeb HS 2231 + 2441 kõige vähem massiivseks varjutavaks binaarsüsteemiks, mida on siiani uuritud.
Vanasti oli primaarne (valge kääbus) tavaline täht, mis arenes kiiremini kui tema kaaslane, kuna see oli massiivsem. Pärast vesinikkütuse ammendumist moodustas see heeliumiga põleva südamiku. Sel hetkel oli täht teel punaseks hiiglaseks saamisele, mis juhtub siis, kui Päikesesarnased tähed väljuvad oma põhijärjestusest. Seda oleks iseloomustanud ulatuslik laienemine, läbimõõduga üle 150 miljoni km (93,2 miljonit mi).
Sel hetkel jõudsid Almeida ja tema kolleegid järeldusele, et see hakkas oma sekundaarse (pruuni kääbusega) gravitatsiooniliselt interakteeruma. Samal ajal hakkas pruun kääbus meelitama ja vaimustuma primaarsest atmosfäärist (s.o selle ümbrisest), mille tõttu ta kaotas orbiidi nurkkiiruse. Lõpuks ületas võimas külgetõmbejõud gravitatsioonijõu, hoides ümbriku tähe külge kinnitatuna.
Kui see juhtus, hakati esmase tähe välimisi kihte eemaldama, paljastades selle heeliumi tuuma ja saates pruunile kääbusele tohutul hulgal ainet. Selle massikao tõttu suri jäänuk tõhusalt, saades valgeks kääbuseks. Seejärel alustas pruun kääbus oma valge kääbuse primaarset tiiru ümber lühikese, kõigest kolme tunni pikkuse orbitaalperioodiga. Nagu Almeida selgitas:
“See massi ülekandmine massiivsemast tähest, primaarobjektist, kaaslasele, mis on teisene objekt, oli äärmiselt vägivaldne ja ebastabiilne ning kestis lühikest aega… Teisene objekt, mis on nüüd pruun kääbus, peab olema on ka mõne asja omandanud, kui ta jagas oma ümbrikku põhiobjektiga, kuid mitte piisavalt, et saada uueks täheks. ”
See olukord sarnaneb sellega, mida astronoomid märkasid möödunud suvel WD 1202-024 tuntud binaarset tähesüsteemi uurides. Ka siin avastati pruuni kääbuse kaaslane, kes tiirleb ümber valge kääbuse primaari. Veelgi enam, avastuse eest vastutav meeskond teatas, et pruun kääbus tõmmati tõenäoliselt valgele kääbusele lähemale, kui see jõudis punase hiiglasliku haru (RGB) faasi.
Sel hetkel eemaldas pruun kääbus oma atmosfääri primaari, paljastades valge kääbuse jäänukituuma. Samamoodi põhjustas primaari interaktsioon pruuni kääbuse kaaslasega enneaegse tähesurma. Fakt, et kaks sellist avastust on lühikese aja jooksul aset leidnud, on üsna veenev. Arvestades Universumi vanust (mis on umbes 13,8 miljardit aastat vana), saab surnud objekte moodustada ainult binaarsüsteemides.
Ainuüksi Linnuteel on umbes 50% väikese massiga tähtedest binaarsüsteemi osa, samas kui suure massiga tähed eksisteerivad peaaegu eranditult binaarsete paaridena. Nendel juhtudel suhtleb umbes kolmveerand mingil moel kaaslasega - vahetab massi, kiirendab nende pöörlemist ja lõpuks ühineb.
Nagu Almeida osutas, võiks selle binaarsüsteemi uurimine ja need, kellele see meeldib, aidata tõsiselt astronoomidel mõista, kuidas moodustuvad kuumad kompaktsed objektid nagu valged kääbused. "Binaarsüsteemid pakuvad otsest viisi tähe peamise parameetri, st selle massi, mõõtmiseks," ütles ta. "Seetõttu on binaarsüsteemid üliolulised, et mõistaksime tähtede elutsüklit."
Alles viimastel aastatel avastati väikese massiga valged kääbustähed. Binaarsüsteemide leidmine koos pruunide kääbustega - sisuliselt läbikukkunud tähtedega - on veel üks haruldus. Kuid iga uue avastusega suurenevad võimalused meie universumi võimaluste ringi uurida.
